Woorden van de redactie: Oppervlakteruwheid Ra is een symbool dat we vaak gebruiken bij het werken aan machines. Het is eigenlijk een oude vriend van ons. Zonder dit zou de tekening waarschijnlijk nutteloos zijn. Het is zo'n symbool waar we elke dag mee te maken hebben. Weet jij waarom 0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5 worden gebruikt in plaats van andere getallen? Ik geloof dat vrienden in de gemeenschap deze verwarring ook hebben gehad bij het leren en gebruiken ervan, maar ze hebben het antwoord niet in detail bestudeerd. Het begint allemaal met goede wiskunde. Laat me je dat nu in detail vertellen.
Alles komt van het geweldige prioriteitsnummersysteem!
De Franse ingenieur Renault zag dat de staalkabels van de heteluchtballonnen verschillende specificaties hadden, dus bedacht hij een manier. Hij verhoogde 10 tot de vijfde macht en kreeg een getal van 1,6. Vervolgens vermenigvuldigde hij de getallen om de volgende vijf prioriteitsgetallen te krijgen:
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
Dit is een geometrische reeks en het laatste getal is 1,6 keer het vorige getal. Dan zijn er maar 5 soorten staalkabels onder de 10, en zijn er maar 5 soorten staalkabels van 10 t/m 100, namelijk 10, 16, 25, 40 en 63.
Deze delingsmethode was echter te schaars, dus zette de heer Lei zijn inspanningen voort en verhoogde 10 tot de macht 10, en verkreeg het R10-prioriteitnummersysteem als volgt:
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0
De gebruikelijke verhouding is 1,25, dus er zijn slechts 10 soorten staalkabels binnen 10, en er zijn slechts 10 soorten staalkabels tussen 10 en 100, wat redelijker is. Op dit moment moet iemand hebben gezegd dat in deze reeks de eerste getallen niet veel van elkaar lijken te verschillen, zoals 1,0 en 1,25. Er is vrijwel geen verschil. Meestal rond ik naar boven af, maar het verschil tussen 6,3 en 8,0 is groot. Is dit redelijk?
Redelijk of niet, laten we een analogie maken. De natuurlijke getallen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 zien er bijvoorbeeld erg vloeiend uit. We gebruiken deze reeks om de lonen te betalen, waarbij we 1,000 aan Zhang San en 2,000 aan Li Si geven. Beiden zijn overtuigd. Er is sprake van plotselinge inflatie. Geef Zhang San 8,000 en Li Si 9,000. In het verleden was het salaris van Li Si twee keer zo hoog als dat van Zhang San, maar nu is het 1,12 keer zo hoog. Denk je dat Li Si daartoe bereid zou zijn? Hij is de supervisor, en hem 16,000 geven is niet genoeg. Zhang San zal niet klagen dat de supervisor er 8,000 meer heeft dan hij.
Er zijn twee manieren om dingen in de natuur te vergelijken, namelijk ‘relatief’ en ‘absoluut’! Het prioriteitsnummersysteem is relatief.
Sommige mensen zeggen dat zijn productspecificaties 10 ton, 20 ton, 30 ton en 40 ton zijn. Nu lijkt het onredelijk, toch? Als je het dubbele neemt, moet het 10 ton, 20 ton, 40 ton, 80 ton zijn, of de kop en de staart behouden, het moet ook 10 ton, 16 ton, 25 ton, 40 ton zijn, de gebruikelijke verhouding is 1,6.
Dit is ‘standaardisatie’. Ik zie vaak mensen praten over "standaardisatie" op forums. In feite hebben ze het over 'standaardonderdelen'. Wat ze doen is gewoon de standaardonderdelen van de hele machine uitzoeken, wat standaardisatie wordt genoemd. In feite is het niet zo. . Voor echte standaardisatie moet u alle parameters van uw product serialiseren volgens het prioriteitsnummersysteem, en vervolgens de functionele parameters en afmetingen van alle componenten serialiseren met behulp van het prioriteitsnummersysteem.
Natuurlijke getallen zijn oneindig, maar in de ogen van mechanische ontwerpers zijn er slechts 10 getallen in de wereld, die de R10-prioriteitsgetallen zijn. Bovendien, als deze 10 getallen worden vermenigvuldigd, gedeeld, verhoogd en gekwadrateerd, valt het resultaat nog steeds onder deze 10 getallen. Hoe geweldig! Als je aan het ontwerpen bent en niet weet welke maat je moet kiezen, kies dan gewoon uit deze 10 cijfers. Hoe handig is het!
1.0 N0
1.12 N2
1.25 N4
1.4 N6
1.6 N8
1.8 N10
2.0 N12
2.24 N14
2.5 N16
2.8 N18
3.15 N20
3.55 N22
4.0 N24
4.5 N26
5.0 N28
5.6 N30
6.3 N32
7.1 N34
8.0 N36
9.0 N38
Twee prioriteitsnummers, zoals 4 en 2, hebben respectievelijk serienummers N24 en N12. Wanneer ze worden vermenigvuldigd en hun serienummers worden opgeteld, is het resultaat gelijk aan N36 of 8; bij verdeling worden de serienummers afgetrokken en is het resultaat gelijk aan N12 of 2. ; Voor de kubus van 2 vermenigvuldig je het serienummer N12 met 3 om N36 te krijgen, wat 8 is; deel voor de vierkantswortel van 4 het serienummer N24 door 2 om N12 te krijgen, wat 2 is. Wat als we de vierde macht van 2 vinden? N12*{{20}}N48, er is niemand hier, wat moet ik doen? In de bovenstaande lijst staat geen vorig nummer, namelijk 10. Het serienummer is N40. Als het serienummer groter is dan 40, kijk dan alleen naar het onderdeel groter dan 40. Kijk bijvoorbeeld voor N48 naar N8, wat 1,6 is, en vermenigvuldig dit vervolgens met 10 om 16 te krijgen. Als het serienummer N88 is, kijk dan naar N8 om 1,6 te krijgen en vermenigvuldig het vervolgens met 100 om 160 te krijgen, omdat het serienummer van 100 N80 is, het serienummer van 1000 N120, enzovoort, voor mechanisch ontwerp is dit voldoende om deze 20 nummers een leven lang te gebruiken. Maar soms is het nodig om het R40-nummersysteem te gebruiken. Het is completer met 40 nummers. Als dat nog niet genoeg is, is er ook nog de R80-serie. Ik ken het R40-getallenstelsel uit mijn hoofd en heb voor algemene berekeningen niet eens een rekenmachine nodig. Simpel gezegd: bereken de torsieweerstand van staal met een diameter van 40-diameter 45. De torsiecoëfficiënt is 0,5*π*R^3. De torsiespanning is de helft van de vloeigrens van 360, wat 180 MPa is. De pi is 3,15. Gebruik uw linker- en rechterhand om de komma samen te knijpen en bereken mentaal het optellen en aftrekken van serienummers. Kom er zo uit. Heeft iemand gezegd dat je geen veiligheidsfactor toevoegt? Vertel me, moet ik 1,25, 1,5 of 2 kiezen? haha.
De gulden snede is 0.618, wat 1.618 is, en hier is ook 1.6.
De vierkantswortelreeks is vierkantswortel 1, vierkantswortel 2, vierkantswortel 3. Het is gemakkelijk te vinden, toch? (Het serienummer van 3 is N19)
Wat is π kwadraat? gelijk aan 10. Is het handig als je berekent dat de drukstang stabiel is?
De torsiecoëfficiënt van een ronde staaf is ongeveer 0.1*D^3. Nu kun je de torsiecoëfficiënt mondeling berekenen, toch?
Waarom sprong de grote schroef rechtstreeks van M36 naar M40?
Waarom is de overbrengingsverhouding 6,3 of 7,1?
Waarom heeft kanaalstaal een maat van 12,6 die zelden op de markt wordt gezien?
Waarom belde de outsourcingfabriek en zei dat er geen 140 vierkante buizen zijn, maar wel 120 en 160? Omdat het R5-nummersysteem voorrang heeft op het R20-nummersysteem.
Waarom hebben de parameters van standaardonderdelen een eerste reeks en een tweede reeks? Over het algemeen is de eerste reeks de R5-reeks.
Waarom bevat de lijst met schroefgaten van Inventor M11.2? Nu weet je dat het geen verzonnen getal is, toch?
afbeelding
Er zijn ook stalen plaatdiktes, profielstaalmodellen, tandwielmodules, alle standaardonderdelen, functionele parameters, dimensionale parameters, standaardtolerantietabellen op alle industriële productmonsters, enz., enz., hun oorsprong wordt langzaam duidelijk in ons hart. moment. . Je kunt zeggen dat we de helft van de mechanische ontwerphandleiding hebben begrepen, evenals de industriële producten die nog niet zijn gemaakt.
Als we vervolgens een product ontwerpen, kunnen we tegelijkertijd een serie ontwerpen, in plaats van de zogenaamde "standaardisatie" uit te voeren nadat het ontwerp is voltooid; En als het product bestemd is om te worden geserialiseerd, kunnen we het zelfs ontwerpen op basis van de werkelijke werkomstandigheden. Ontwerp het product zonder er veel van af te weten, omdat het prioriteitsnummersysteem al alle modellen omvat.
De hierboven genoemde toepassingen van het prioriteitsnummersysteem kunnen worden omschreven als een druppel op de gloeiende plaat, en er wachten eindeloos veel toepassingen op ons om zelf te ontwikkelen.
Nu we de oorsprong van de oppervlakteruwheidswaarde begrijpen, gaan we eens kijken naar de kennis van oppervlakteruwheid!
1. Het concept van oppervlakteruwheid
Oppervlakteruwheid verwijst naar de oneffenheden van het bewerkte oppervlak met kleine tussenruimten en kleine pieken en dalen. De afstand (golfafstand) tussen de twee golftoppen of de twee golfdalen is zeer klein (minder dan 1 mm), wat een microscopische geometrische vormfout is.
Verwijst specifiek naar de hoogte en afstand S van kleine pieken en dalen. Algemeen verdeeld in S-punten:
S
1 Kleiner dan of gelijk aan S Kleiner dan of gelijk aan 10 mm is golving
S>10 mm is f-vorm
2. VDI3400, Ra, Rmax-vergelijkingstabel
Nationale normen bepalen dat drie indicatoren gewoonlijk worden gebruikt om de oppervlakteruwheid te evalueren (eenheid: μm): de gemiddelde rekenkundige afwijking Ra van het profiel, de gemiddelde oneffenheidshoogte Rz en de maximale hoogte Ry. De Ra-indicator wordt vaak gebruikt in de daadwerkelijke productie. De maximale microscopische hoogteafwijking Ry van de contour wordt gewoonlijk uitgedrukt door het Rmax-symbool in Japan en andere landen, en de VDI-indicator wordt algemeen gebruikt in Europa en de Verenigde Staten. Hieronder volgt een vergelijkingstabel van VDI3400, Ra en Rmax.
afbeelding
VDI3400, Ra, Rmax-vergelijkingstabel
afbeelding
3. Factoren die oppervlakteruwheid veroorzaken
Oppervlakteruwheid wordt doorgaans veroorzaakt door de gebruikte bewerkingsmethode en andere factoren, zoals de wrijving tussen het gereedschap en het oppervlak van het onderdeel tijdens het bewerkingsproces, de plastische vervorming van het oppervlaktemetaal tijdens het scheiden van spanen en hoogfrequente trillingen in het processysteem. , ontladingsputten voor elektrische bewerking, enz. Als gevolg van verschillende verwerkingsmethoden en werkstukmaterialen zijn de diepte, dichtheid, vorm en textuur van de markeringen die op het bewerkte oppervlak achterblijven verschillend.
4. De belangrijkste effecten van oppervlakteruwheid op onderdelen
Beïnvloed de slijtvastheid. Hoe ruwer het oppervlak, hoe kleiner het effectieve contactoppervlak tussen op elkaar aansluitende oppervlakken, hoe groter de druk, hoe groter de wrijvingsweerstand en hoe sneller de slijtage.
Beïnvloedt de stabiliteit van de pasvorm. Bij spelingpassingen geldt: hoe ruwer het oppervlak, hoe gemakkelijker het is te slijten, waardoor de opening tijdens het werk geleidelijk groter wordt; bij interferentiepassingen wordt de daadwerkelijke effectieve interferentie verminderd als gevolg van het afvlakken van microscopisch kleine convexe pieken tijdens de montage. de verbindingssterkte.
Heeft invloed op de vermoeidheidssterkte. Er zijn grote dalen op het oppervlak van ruwe onderdelen, die, net als scherpe hoeken en scheuren, gevoelig zijn voor spanningsconcentratie, waardoor de vermoeiingssterkte van het onderdeel wordt beïnvloed.
Beïnvloedt de corrosieweerstand. Op ruwe oppervlakken van onderdelen kunnen corrosieve gassen of vloeistoffen gemakkelijk in de binnenste metaallaag binnendringen via microscopisch kleine valleien op het oppervlak, waardoor oppervlaktecorrosie ontstaat.
Beïnvloed de afdichting. Ruwe oppervlakken passen niet goed op elkaar en er lekt gas of vloeistof door de openingen tussen de contactoppervlakken.
Beïnvloedt de contactstijfheid. Contactstijfheid is het vermogen van het verbindingsoppervlak van onderdelen om contactvervorming onder invloed van externe krachten te weerstaan. De stijfheid van een machine hangt voor een groot deel af van de stijfheid van het contact tussen de verschillende onderdelen.
invloed hebben op de meetnauwkeurigheid. De oppervlakteruwheid van het gemeten oppervlak van het onderdeel en het meetoppervlak van het meetgereedschap heeft directe invloed op de nauwkeurigheid van de meting, vooral bij precisiemetingen.
Bovendien zal de oppervlakteruwheid in verschillende mate invloed hebben op de coating van de onderdelen, de thermische geleidbaarheid en contactweerstand, het reflectievermogen en de stralingsprestaties, de weerstand tegen vloeistof- en gasstroming, en de stroomstroming op het geleideroppervlak.
5. Basis voor evaluatie van de oppervlakteruwheid
1. Bemonsteringslengte
De bemonsteringslengte L is de lengte van een referentielijn die is gespecificeerd voor het evalueren van de oppervlakteruwheid. De lengte die de oppervlakteruwheidskarakteristieken kan weerspiegelen, moet worden geselecteerd op basis van de feitelijke oppervlaktevorming en textuurkenmerken van het onderdeel. De bemonsteringslengte moet worden gemeten op basis van de algemene richting van het werkelijke oppervlakteprofiel. De bemonsteringslengte wordt gespecificeerd en geselecteerd om de effecten van oppervlaktegolving en vormfouten op de meetresultaten van de oppervlakteruwheid te beperken en te verminderen. Veelgebruikte opties voor ruwheidsmeters zijn: {{0}}.25mm, 0.8mm, 2.5mm
afbeelding
2. Beoordelingsduur
De evaluatielengte is de lengte die nodig is om het profiel te evalueren, en kan een of meer bemonsteringslengtes omvatten. Omdat de oppervlakteruwheid van verschillende delen van het oppervlak van het onderdeel niet noodzakelijkerwijs uniform is, kan één bemonsteringslengte vaak niet redelijkerwijs een bepaald kenmerk van de oppervlakteruwheid weerspiegelen. Daarom moeten er verschillende bemonsteringslengtes op het oppervlak worden genomen om de oppervlakteruwheid te evalueren. De evaluatielengte omvat over het algemeen 1 tot 5 bemonsteringslengtes L. Wanneer de bemonsteringslengte 0.8 is en de evaluatielengte 5L is, 5X0.8=4mm
3. Basislijn
De referentielijn is de middenlijn van de contour die wordt gebruikt om de parameters voor de oppervlakteruwheid te evalueren. Er zijn twee soorten basislijnen: de middellijn van de contour met de kleinste kwadraten: binnen de bemonsteringslengte is de som van de kwadraten van de contourverschuivingen van elk punt op de contourlijn het kleinst, en deze heeft een geometrische contourvorm. Rekenkundig gemiddelde middellijn van de contour: Binnen de bemonsteringslengte zijn de oppervlakken van de contouren aan beide zijden van de middellijn gelijk. Theoretisch is de middellijn met de kleinste kwadraten de ideale basislijn, maar deze is in praktische toepassingen moeilijk te verkrijgen. Daarom wordt in plaats daarvan doorgaans de rekenkundig gemiddelde middellijn van de contour gebruikt, en in plaats daarvan kan tijdens de meting een rechte lijn met een geschatte positie worden gebruikt.
4. Slag meten
De meetslag heeft betrekking op de bewegingsafstand van de sensornaald op het eigenlijke werkstuk. De meetslag is doorgaans de berekeningsrelatie van de evaluatielengte plus 2 bemonsteringslengtes: wanneer de evaluatielengte bijvoorbeeld is geselecteerd als 5L, is de bemonsteringslengte L 0.8 mm en is de meetslag 5L{{5 }}L=7L, en de meetslag is 7X0.8=5.6 mm. Weet dit Heel belangrijk: de afgelegde afstand op het werkstuk kan worden berekend. Dit bepaalt de contactoppervlakgrootte van het kleinste door de gebruiker gemeten werkstuk.
6. Evaluatieparameters van de oppervlakteruwheid
1. Hoogtekarakteristieke parameters
Ra rekenkundig gemiddelde afwijking van de contour: het rekenkundig gemiddelde van de uitstekende waarden van de contourafwijking binnen de bemonsteringslengte (lr). Bij daadwerkelijke metingen geldt: hoe groter het aantal meetpunten, hoe nauwkeuriger Ra is.
Afbeelding] [afbeelding
Rz Maximale profielhoogte: De afstand tussen de pieklijn en de onderste lijn van het dal.
Ra heeft de voorkeur binnen het algemeen gebruikte bereik van amplitudeparameters. Vóór 2006 was er nog een evaluatieparameter in de nationale norm: "De tienpuntshoogte van microscopische oneffenheden", die wordt weergegeven door Rz, en de maximale hoogte van de contour wordt weergegeven door Ry. Na 2006 werd de tienpuntshoogte van microscopische oneffenheden in de nationale norm geschrapt en overgenomen. Rz vertegenwoordigt de maximale hoogte van het profiel.
afbeelding
2. Karakteristieke parameters voor de afstand
Rsm Gemiddelde breedte van contourcellen. De gemiddelde afstand van microscopische onregelmatigheden in het profiel binnen de bemonsteringslengte. De afstand tussen de micro-onregelmatigheden heeft betrekking op de lengte van de contourpiek en het aangrenzende contourdal op de middellijn. Voor dezelfde Ra-waarde is de Rsm-waarde niet noodzakelijkerwijs hetzelfde, dus de gereflecteerde textuur zal anders zijn. Oppervlakken die textuur waarderen, concentreren zich meestal op de twee indicatoren Ra en Rsm.
afbeelding
De Rmr-vormkarakteristieke parameter wordt uitgedrukt door de lengteverhouding van de profielondersteuning, wat de verhouding is tussen de profielondersteuningslengte en de bemonsteringslengte. De contourondersteuningslengte is de som van de lengtes van de secties die worden verkregen door de contour te snijden met een rechte lijn evenwijdig aan de middellijn en de afstand c vanaf de contourpieklijn binnen de bemonsteringslengte.
7. Meetmethode voor oppervlakteruwheid
1. Vergelijkende methode
Gebruikt voor metingen ter plaatse in werkplaatsen, vaak gebruikt voor metingen op middelzware of ruwe oppervlakken. De methode is om de ruwheidswaarde van het gemeten oppervlak te bepalen door het te vergelijken met een ruwheidsmonster gemarkeerd met een bepaalde waarde.
2. Stylusmethode
Oppervlakteruwheid maakt gebruik van een diamanten stylus met een kromtestraal van ongeveer 2 micron om langzaam langs het gemeten oppervlak te glijden. De op en neerwaartse verplaatsing van de diamantnaald wordt door een elektrische lengtesensor omgezet in een elektrisch signaal. Na versterking, filtering en berekening wordt dit aangegeven door een weergave-instrument. Om de oppervlakteruwheidswaarde te verkrijgen, kan een recorder ook worden gebruikt om de profielcurve van het gemeten gedeelte vast te leggen. Over het algemeen worden meetinstrumenten die alleen oppervlakteruwheidswaarden kunnen weergeven oppervlakteruwheidsmeetinstrumenten genoemd, terwijl meetinstrumenten die oppervlakteprofielcurven kunnen registreren oppervlakteruwheidsprofielmeters worden genoemd. Beide meetinstrumenten beschikken over elektronische rekencircuits of computers, die automatisch de rekenkundige gemiddelde afwijking van het profiel Ra, de tienpuntshoogte van de micro-onregelmatigheid Rz, de maximale hoogte van het profiel Ry en andere verschillende evaluatieparameters kunnen berekenen. Ze hebben een hoge meetefficiëntie en zijn toepasbaar voor het meten van oppervlakteruwheid Ra van 0.025 ~ 6,3 micron.
3. Lichte snijmethode
De lichtstrook die wordt gevormd nadat het licht door de spleet is gegaan, wordt op het gemeten oppervlak geprojecteerd en de oppervlakteruwheid wordt gemeten op basis van de contourcurve die wordt gevormd door de kruising met het gemeten oppervlak (Figuur 3). Nadat het door de lichtbron uitgezonden licht door de condensor, spleet en objectieflens 1 is gegaan, wordt de spleet onder een hellingshoek van 45 graden op het gemeten oppervlak geprojecteerd om een dwarsdoorsnedeprofiel van het gemeten oppervlak te vormen, dat is vervolgens versterkt en geprojecteerd op het gemeten oppervlak via objectieflens 2. op het dradenkruis. Gebruik het micrometeroculair en de leestrommel om eerst de h-waarde af te lezen en vervolgens de H-waarde te berekenen.
